高考物理一輪復(fù)習(xí)講義：力的動態(tài)平衡分析-矢量三角形-相似三角

共點力動態(tài)平衡分析共點力動態(tài)平衡分析一．研究三力平衡的常用方法1．分解法物體受到幾個力的作用，將某一個力按力的效果進(jìn)行分解，則其分力和其他力在所分解的方向上滿足平衡條件。2．合成法物體受到幾個力的作用，通過合成的方法將它們簡化成兩個力，這兩個力滿足二力平衡的條件。3．正交分解法將處于平衡狀態(tài)的物體所受的力，分解為相互正交的兩組，每一組的力都滿足二力平衡的條件。4．圖解法處于平衡狀態(tài)的物體受同一平面內(nèi)三個互不平行的力的作用，這三個力的矢量箭頭收尾想接，構(gòu)成一個矢量三角形；反之，若三個力的矢量箭頭收尾相接恰好構(gòu)成一個三角形，則這三個力的合力必為零。5．正弦定理法三力平衡時，三個力可構(gòu)成一封閉三角形，若由題設(shè)條件找到角度關(guān)系，則可由正弦定理列式求解。6．相似三角形法、物體受到三個力的作用而處于平衡條件，若已知條件中涉及三角形的邊長，則由三個力組成的矢量三角形和由變長組成的幾何三角形相似，利用相似比可以方便的求解相關(guān)的問題。動態(tài)平衡1．質(zhì)量為M的凹槽靜止在水平地面上，內(nèi)壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點，B為半圓水平直徑的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內(nèi)有一質(zhì)量為m的小滑塊。用推力F推動小滑塊由A點向B點緩慢移動，力F的方向始終左偏上45°，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是（）A．推力F先增大后減小 B．凹槽對滑塊的支持力先減小后增大 C．墻面對凹槽的壓力先增大后減小 D．水平地面對凹槽的支持力先減小后增大2．質(zhì)量為m的物體用輕繩AB懸掛于天花板上。用水平向左的力F緩慢拉動繩的中點O，如圖所示，用T表示繩OA段拉力的大小，在O點向左移動的過程中（）F逐漸變大，T逐漸變大 B．F逐漸變大，T逐漸變小 C．F逐漸變小，T逐漸變大 D．F逐漸變小，T逐漸變小3．如圖，用OA、OB兩根輕繩將物體懸于兩豎直墻之間，開始時OB繩水平．現(xiàn)保持O點位置不變，改變OB繩長使繩末端由B點緩慢上移至B′點，此時OB′與OA之間的夾角θ＜90°．設(shè)此過程中OA、OB的拉力分別為FOA、FOB，下列說法正確的是（）A．FOA逐漸減小，F(xiàn)OB逐漸增大 B．FOA逐漸減小，F(xiàn)OB先減小后增大 C．FOA逐漸增大，F(xiàn)OB逐漸減小 D．FOA逐漸增大，F(xiàn)OB先減小后增大4．《大國工匠》節(jié)目中講述了王進(jìn)利用“秋千法”在1000kV的高壓線上帶電作業(yè)的過程。如圖所示，絕緣輕繩OD一端固定在高壓線桿塔上的O點，另一端固定在兜籃上。另一絕緣輕繩跨過固定在桿塔上C點的定滑輪，一端連接兜籃，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王進(jìn)坐在兜籃里，緩慢地從C點運動到處于O點正下方E點的電纜處。繩OD一直處于伸直狀態(tài)，兜籃、王進(jìn)及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m，不計一切阻力，重力加速度大小為g。關(guān)于王進(jìn)從C點運動到E點的過程中，下列說法正確的是（）A．工人對繩的拉力一直變大 B．繩OD的拉力一直變小 C．OD、CD兩繩拉力的合力大小等于mg D．當(dāng)繩CD與豎直方向的夾角為30°時，工人對繩的拉力為mg5.．如圖，人站在岸上通過定滑輪用繩牽引小船，若水的阻力不變，則船在勻速靠岸的過程中，下列說法正確的是（）A．船受的浮力不斷減小 B．船受的浮力保持不變 C．繩的拉力保持不變 D．繩的拉力不斷增大相似三角形1．如圖所示，光滑的半球形物體固定在水平地面上，球心正上方有一光滑的小滑輪，輕繩的一端系一小球．靠放在半球上的A點，另一端繞過定滑輪后用力拉住，使小球靜止．現(xiàn)緩慢地拉繩，在使小球沿球面由A到半球的頂點B的過程中，半球?qū)π∏虻闹С至和繩對小球的拉力T的大小變化情況是（）A．N變大，T變小 B．N變小，T變大 C．N變小，T先變小后變大 D．N不變，T變小2.．如圖所示，一段不可伸長的輕繩通過光滑的定滑輪O連接在輕質(zhì)輕質(zhì)硬桿的B端，桿的A端用鉸鏈固定，滑輪在A點正上方，B端用另一段輕繩吊一重物P，現(xiàn)施加拉力F將B端緩慢上拉（繩均未斷），在桿達(dá)到豎直位置前（）A．拉力F逐漸變小 B．拉力F逐漸變大 C．桿中的彈力大小不變 D．桿中的彈力逐漸變大正弦定理1．如圖所示，一個半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O點為其球心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的．一根細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有質(zhì)量為m1和m2的小球．當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時，碗內(nèi)質(zhì)量為m1的小球與O點的連線與水平線的夾角為α＝60°．兩小球的質(zhì)量比為（）A． B． C． D．衣架問題1．如圖所示，輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點，懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)。如果只人為改變一個條件，當(dāng)衣架靜止時，下列說法正確的是（）A．繩的右端上移到b'，繩子拉力變大 B．將桿N向右移一些，繩子拉力變大 C．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小 D．若換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣架懸掛點右移2．如圖所示，在固定好的水平和豎直的框架上，A、B兩點連接著一根繞過光滑的輕小滑輪的不可伸長的細(xì)繩，重物懸掛于滑輪下，處于靜止?fàn)顟B(tài)。若按照以下的方式緩慢移動細(xì)繩的端點，則下列判斷正確的是（）A．只將繩的左端移向A′點，拉力變小 B．只將繩的左端移向A′點，拉力不變 C．只將繩的右端移向B′點，拉力變小 D．只將繩的右端移向B′點，拉力變大畫圓1．如圖所示，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點M拴一重物，用手拉住繩的另一端N．初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為鈍角a?，F(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角a不變。在OM由豎直被拉到水平的過程中（）A．MN上的張力逐漸減小 B．MN上的張力先增大后減小 C．OM上的張力逐漸增大 D．OM上的張力先增大后減小2．如圖所示裝置，兩根細(xì)繩拴住一球，保持兩細(xì)繩間的夾角不變，若把整個裝置順時針緩慢轉(zhuǎn)過90°，則在轉(zhuǎn)動過程中，CA繩的拉力F1大小和CB繩的拉力F2的大小變化情況是（）A．F1逐漸減小 B．F1先減小后增大 C．F2先減小后增大 D．F2最終變?yōu)?強(qiáng)化練習(xí)1．如圖所示，豎直墻壁O處用光滑鉸鏈鉸接一輕質(zhì)桿的一端，桿的另一端固定小球（可以看成質(zhì)點），輕繩的一端懸于P點，另一端與小球相連。已知輕質(zhì)桿長度為R，輕繩的長度為L，且R＜L＜2R。A、B是墻上兩點，且OA＝OB＝R。現(xiàn)將輕繩的上端點P沿墻壁緩慢下移至A點，此過程中輕繩對小球的拉力F1及輕質(zhì)桿對小球的支持力F2的大小變化情況為（）A．F1和F2均增大 B．F1保持不變，F(xiàn)2先增大后減小 C．F1和F2均減小 D．F1先減小后增大，F(xiàn)2保持不變2．明代宋應(yīng)星在《天工開物》一書中描述了測量弓力的方法：“以足踏弦就地，秤鉤搭掛弓腰，弦滿之時，推移秤錘所壓，則知多少?！比鐖D所示，假設(shè)弓滿時，弓弦彎曲的夾角為θ，秤鉤與弦之間的摩擦不計，弓弦的拉力即弓力，滿弓時秤鉤的拉力大小為F，則下列說法正確的是（）A．F一定，θ越小，弓力越大 B．θ一定，弓力越大，F(xiàn)越小 C．弓力一定，θ越大，F(xiàn)越大 D．θ一定，F(xiàn)越大，弓力越大3．如圖所示，一可視為質(zhì)點的小球用兩根不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線OA和OB連接后掛在天花板和墻上，AOM水平，OB傾斜，ON豎直，A、B、O、M、N各點在同一豎直平面內(nèi)?，F(xiàn)對小球施加一大小恒定、方向由OM逐漸變化至ON方向的力F，則此過程中，兩細(xì)線上的拉力大小變化情況為（）A．細(xì)線OA上的拉力先增大后減小 B．細(xì)線OA上的拉力一直減小 C．細(xì)線OB上的拉力先增大后減小 D．細(xì)線OB上的拉力一直減小4．如圖所示，傾角為θ的斜面體M置于粗糙的水平地面上，其斜面足夠長，物體m靜止在斜面體上。對m施加沿斜面向下的力F使其勻速下滑，后又保持F方向不變，增大F使m加速下滑。m下滑時，斜面體M始終保持靜止。F增大后（）A．M與地面之間的摩擦力不變 B．M與地面之間的摩擦力增大 C．M與地面之間的壓力增大 D．M與地面之間的壓力減小5．如圖，A、B兩物體通過兩個質(zhì)量不計的光滑滑輪懸掛起來，處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)將繩子一端從P點緩慢移到Q點，系統(tǒng)仍然平衡，以下說法正確的是（）A．夾角θ將變小 B．夾角θ將變大 C．物體B位置將變高 D．繩子張力將增大6．如圖為溜溜球示意圖，A、B為細(xì)線末端，溜溜球轉(zhuǎn)軸O置于細(xì)線上并水平靜止在空中，細(xì)線不可伸長，不計摩擦，整個裝置在同一豎直平面內(nèi)。若移動A端，并保持B端位置不動，下列說法正確的是（）A．A端緩慢水平右移過程中，細(xì)線的彈力大小不變 B．A端緩慢水平左移過程中，細(xì)線的彈力大小將變小 C．A端緩慢豎直上提過程中，細(xì)線的彈力大小將變大 D．A端緩慢豎直下移過程中，細(xì)線的彈力大小不變7．如圖所示，將一橫截面為扇形的物體B放在水平面上，一小滑塊A放在物體B上，除了物體B與水平面間的摩擦力之外，其余接觸面的摩擦均可忽略不計。已知物體B的質(zhì)量為M、滑塊A的質(zhì)量為m，當(dāng)整個裝置靜止時，A、B接觸面的切線與豎直的擋板之間的夾角為θ.重力加速度為g。則（）A．物體B對水平面的壓力大小為Mg B．物體B受到水平面的摩擦力大小為mgtanθ C．滑塊A與豎直擋板之間的彈力大小為 D．滑塊A對物體B的壓力大小為8．如圖所示，兩根相同的輕質(zhì)彈簧一端分別固定于M、N兩點，另一端分別與輕繩OP、OQ連接于O點。現(xiàn)用手拉住OP、OQ的末端，使OM、ON兩彈簧長度相同（均處于拉伸狀態(tài)），且分別保持水平、豎直。最初OP豎直向下，OQ與OP成120°夾角。現(xiàn)使OP、OQ的夾角不變，在保持O點不動的情況下，將OP、OQ沿順時針方向緩慢旋轉(zhuǎn)70°。已知彈簧、輕繩始終在同一豎直平面內(nèi)，則在兩輕繩旋轉(zhuǎn)的過程中（）A．OP上的作用力一直減小 B．OQ上的作用力一直減小 C．OP上的作用力先增大后減小 D．OQ旋轉(zhuǎn)至水平位置時，OQ上作用力最大18．F1如圖所示，置于水平地面上的豎直圓形金屬環(huán)內(nèi)用三根細(xì)繩OA、OB、OC懸掛一質(zhì)量為物體，物體可看作質(zhì)點。OB繩處于水平方向，∠AOB＝120°，設(shè)OA、OB繩的拉力大小為F1、F2，現(xiàn)將金屬圓環(huán)在豎直面內(nèi)緩慢逆時針轉(zhuǎn)過90°，在此過程中（）A．F2一直增大 B．F1一直增大 C．F2先增大后減小 D．F1先增大后減小19．如圖，一粗糙斜面固定在地面上，一細(xì)繩一端懸掛物體P，另一端跨過斜面頂端的光滑定滑輪與物體Q相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用水平向左的拉力F緩慢拉動P至細(xì)繩與豎直方向成45°角，Q始終靜止，設(shè)Q所受的摩擦力大小為f。在這一過程中（）A．F一定增大、f一定增大 B．F可能不變、f一定增大 C．F一定增大、f可能先減小后增大 D．F可能不變、f可能先減小后增大20．如圖所示，固定有光滑豎直桿的三角形斜劈放置在水平地面上，放置于斜劈上的光滑小球與套在豎直桿上的小滑塊用輕繩連接，開始時輕繩與斜劈平行?，F(xiàn)給小滑塊施加一個豎直向上的拉力F，使小滑塊沿桿緩慢上升，整個過程中小球始終未脫離斜劈，則（）A．小球?qū)π迸膲毫ο葴p小后增大 B．豎直向上的拉力F先增大后減小 C．斜劈對地面的壓力逐漸減小 D．地面對斜劈的摩擦力逐漸減大21．如圖所示，光滑半球形容器靜止在粗糙的水平面上，O為球心，一質(zhì)量為m的小滑塊，在水平力F的作用下由P點沿圓弧緩慢向上移動。在小滑塊沿圓弧上滑的過程中，容器始終保持靜止，則（）A．容器對小滑塊的彈力逐漸減小 B．水平力F的大小始終保持不變 C．地面對容器的摩擦力逐漸減小 D．地面對容器的支持力保持不變22．如圖所示，將質(zhì)量為m的球放在AB和CD兩個與紙面垂直的光滑板之間，兩板與水平面夾角θ＝α＝30°并保持靜止。AB板固定，CD板與AB板活動連接，CD板可繞通過D點且垂直紙面的軸轉(zhuǎn)動。在θ角緩慢地由30°增大到75°的過程中（）A．球?qū)B板壓力的最大值為0.5mg